GNSS原始数据解码为RINEX标准数据格式及数据质量分析

在全球卫星导航系统的研究和测量工作中,需要对GNSS测量数据进行分析和计算,解码GPS接收机原始数据是实时获得以上数据的主要方法。原始电文的二进制格式由各接收机板卡厂商及板卡集成厂家定义本文介绍了常用原始GNSS数据格式内容并对其进行解码转化为标准的RINEX格式文件。该解码软件可以对多种数据格式的电文进行分析解码得到相应的多系统观测文件和星历文件,包括BDS三频数据,并可以根据需要选择生成的RINEX文件中系统类型。使用TEQC软件对数据质量进行进一步的质量分析,为后续的数据分析和处理提供了可靠的保障。     

GNSS数据质量评估软件的实现及验证分析

近些年卫星导航系统的飞速发展,使得导航定位用户获取多模GNSS数据已成为一种趋势。而目前尚无一种能够同时检测GPS/BDS/GLONASS/Galileo数据质量的软件。针对新一代RINEX格式的GNSS数据,深入研究数据质量检测的方法。用C语言开发了与TEQC数据质量检测功能相近的软件QC,并对其正确性进行了验证。在此基础上,对iGMAS站的数据质量进行了分析,发现目前的多模GNSS接收机易发生钟跳;在多路径效应方面,BDS卫星的GEO卫星多路径效应的周期性较弱,信噪比也呈现出与GPS和GLONASS不同的特征。     

新一代RINEX标准格式及其应用

随着GALILEO计划的实施、美国GPS和俄罗斯GLONASS现代化以及SBAS系统的使用，综合利用各个系统的卫星信号可以提高定位精度及其可靠性。为了适应新增卫星导航系统的信号频率和观测值的不同，在RINEX第二版数据交换格式的基础上产生了RINEX第三版。本文讨论了RINEX第二版中的2．10和RINEX第三版中的3．00的格式之间的差异，并论述了RINEX3．00格式的相关应用情况。     

iGMAS BDS-3观测数据质量建模与应用

针对目前已有全球导航卫星系统(GNSS)数据质量分析软件模型中存在的可视化和批处理问题，提出了利用公式翻译器(Fortran)语言开发一款全球连续监测评估系统(iGMAS)多GNSS数据质量分析软件(MGQA)。该软件拥有可视化操作界面和批处理功能，可对多GNSS卫星信号数据从数据完整率、信噪比、多路径效应误差、电离层延迟变化率、周跳五个方面进行质量分析。采用该软件和GNSS数据预处理软件(TEQC)分别对全球定位系统(GPS)卫星观测数据质量进行评价，以TEQC的GPS数据质量分析结果为准确值，对比MGQA与TEQC软件质量分析结果，数据完整率中误差为0.27、信噪比中误差为0.85 dB、多路径效应误差中误差为0.046 m、电离层延迟变化率中误差为0.01 m/min、周跳中误差为1.67,二者结果具有高度一致性，验证了MGQA软件的有效性。基于iGMAS跟踪站观测数据，利用该软件对iGMAS各跟踪站接收BDS-3卫星信号的能力进行评价。结果表明：GNSS-GGR接收机在数据完整率方面表现的不如UB4B0-13478、CETC-54-GMR-4016以及CETC-54-GMR-4...     

多系统GNSS数据质量评估

随着全球四大卫星导航系统的不断完善,多系统GNSS融合发展、广泛应用将成为未来一段时间的热点,而这一切均建立在能够有效保障GNSS观测数据具有较高质量的前提下.本文基于两套GNSS数据质量分析软件,从数据处理角度对4个跟踪站的三系统观测数据进行了质量评估,重点就多路径效应、数据完整率与信噪比3项评估指标在三系统中的表现...     

天宝GNSS原始观测数据批量转换RINEX格式的方法研究

简要介绍了天宝GNSS原始观测数据和RINEX格式数据的特点,对目前可用的天宝GNSS原始数据转换为RINEX格式的软件进行了详细的说明,并利用Python语言实现了批量转换,满足了测绘、国土等行业对于大量天宝观测数据转换的需求。     

GNSS的兼容与互操作初步研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是Galileo和QZSS计划的提出,卫星导航领域提出了兼容与互操作的概念,并日益受到重视.增强与已有系统之间的兼容与互操作已经成为GNSS的一种发展趋势,因此,有必要对GNSS的兼容与互操作展开研究.在简述GNSS的兼容与互操作提出背景的基础上,分析了相应概念之间的区别和联系.基于GNSS兼容与互操作的3个关键因素,分别分析了兼容与互操作在空间信号、时间框架、大地坐标框架选取方面的应用体现以及产生的影响.最后提出了目前GNSS兼容与互操作研究可以展开的几个方向.     

GNSS的兼容与互操作初步研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是Galileo和QZSS计划的提出,卫星导航领域提出了兼容与互操作的概念,并日益受到重视。增强与已有系统之间的兼容与互操作已经成为GNSS的一种发展趋势,因此,有必要对GNSS的兼容与互操作展开研究。在简述GNSS的兼容与互操作提出背景的基础上,分析了相应概念之间的区别和联系。基于GNSS兼容与互操作的3个关键因素,分别分析了兼容与互操作在空间信号、时间框架、大地坐标框架选取方面的应用体现以及产生的影响。最后提出了目前GNSS兼容与互操作研究可以展开的几个方向。     

基于Python设计的TEQC数据质量可视化分析软件

全球卫星导航系统(GNSS)观测数据质量直接影响GNSS定位的准确性与可靠性. 为获取良好的观测数据,用户一般利用由美国卫星导航系统与地壳变形观测研究大学联合体(UNAVCO Facility)开发的TEQC软件进行数据预处理. 由于TEQC是基于DOS系统的命令行软件,存在交互性差、可视化功能薄弱等缺陷. 目前虽有QCVIEW、CF2PS、QC2SKY等第三方绘图工具实现绘图功能,但上述工具已不支持TEQC 2013-03-15以后版本生成的compact3格式结果文件. 因此,利用Python语言,对TEQC的质量检核模块进行可视化设计,编写了一款质量可视化软件TPP(TEQC Plot of Python). 经过软件性能测试分析,该软件能够反映卫星在不同时刻、方位角、高度角的质量检核指标情况.      

构建全球导航卫星中国国家级连续运行站网

未来几年全球导航卫星系统的用户将面临四大系统(GPS/GLONASS/Galileo北/斗)近百颗导航卫星同时并存、互相兼容的局面,它们的用户将面临多种全球导航卫星系统(GNSS)信号的组合、选用和优化问题。介绍全球导航卫星系统连续运行站(CORS)在国内建设的现状,提出当前发展我国全球导航卫星系统连续运行站系统所存在的两个方面的问题,对在中国构建国家级GNSS CORS系统的目的、原则、技术规范标准、服务平台和布设方案等方面进行讨论。GNSS国家级CORS系统可以服务于中国国家大地基准、气象、地球动力学、地学灾害监测以及位置服务等领域。     

面向北斗三号的湖北省北斗地基增强系统建设

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全面建成,湖北省北斗地基增强系统需要进行整网软硬件升级与改造,以实现对BDS-3卫星的兼容. 本文详细介绍了此次升级的内容:包括72台True CORS R1接收机的板卡硬件升级与固件包升级,增加对BDS-3的支持;TrueNET平台的软件升级;升级之后进行了接收机回归测试及系统精度测试:开展了新增频点的数据质量分析及双差质量分析,以及对RINEX原始文件进行了卫星数、高度角等分析;接收机软件研发完成后进行了整机性能测试,各项指标均满足要求;系统精度测试结果标明:网络实时动态(RTK)定位精度水平优于3 cm,垂直优于5 cm;差分全球导航卫星系统(DGNSS)定位精度水平优于1 m,垂直优于2 m.      

单频到五频多系统GNSS精密单点定位参数估计与应用

全球导航卫星系统(GNSS)已发展至多频多系统时代,特别以我国北斗卫星导航系统(BDS)为代表的四大全球导航卫星系统可全天时、全天候播发十几个频率的伪距、相位和多普勒等观测信息。多频多系统GNSS为用户提供更多的观测数据和组合选择,为精密定位、导航和授时(PNT)应用带来了新的机遇,如高精度位置服务、大地测量、空间天气和灾害监测等。但多频多系统GNSS观测为精密单点定位(PPP)组合模型和系统偏差及大气延迟估计等带来诸多问题和挑战。本文给出了单频到五频多系统GNSS精密单点定位(PPP)模型,估计和评估了单频到五频多系统GNSS PPP定位精度、接收机钟差、对流层延迟、卫星和接收机硬件延迟,以及频间偏差。给出了GNSS PPP最新应用进展,包括GNSS气象学、电离层模拟、时间频率传递、建筑物安全和地震监测及其应用。结果表明,多频多系统极大地提高了GNSS PPP参数估计的精度和可靠性,具有重要的应用价值。最后给出了多频多系统GNSS PPP应用前景与展望。     

网络RTK基准站观测值保存研究

随着我国北斗卫星导航系统的迅速发展,国际海运事业无线电技术委员会RTCM3版本标准格式的应用逐渐增多,网络RTK基准站网观测值存储的管理规范逐渐加强。针对安全保存基准站网RINEX格式观测数据文件的需求,开发软件将各基准站接收机发送的RTCM3实时数据流通过单向光闸存储为文件,同时实时解码RTCM3数据流生成RINEX格式的观测值文件并编码提供数据传输端口,最后通过实测数据验证程序解码编码的正确性。     

电磁环境对GNSS观测数据质量的影响

通过在35、110、220、500、800kV 5种不同电压等级的变电站开展全球卫星导航定位系统(GNSS)观测实验,从数据完整率、多路径、信噪比、观测值与周跳比4项指标对各测试站点的GNSS观测数据质量进行统计分析,研究不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统观测数据质量的影响。结果表明:不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统的观测数据质量无负影响,该结论为论证变电站建设GNSS连续运行参考站(CORS站)的可行性提供了一定的参考价值,促进了卫星导航定位技术在电力行业的应用。     

多场景下的Android设备伪距单点定位及精度评估

全球导航卫星系统(GNSS)是以人造卫星为导航站的星载无线电导航系统,为陆、海、空、天等各种军民载体提供全天候、高精度的定位、速度和时间信息.普通智能手机用户从Android Nougat 7.0之后可以获取原始GNSS观测量,为了评估其定位精度.本文采用魅族Note9手机作为采集GNSS原始观测值的智能终端,利用Geo++ RINEX Logger软件收集数据,通过进行不同场景下的单点定位实验,对开阔地、严重遮挡和室内3种状态下的静态定位进行对比分析.同时,针对智能手机天线定位误差较大的弱点,采用精密天线对手机信号进行增强,并进行定位结果的分析.通过本文多组实验中对数据进行结算及误差分析,最终得出一些有益结论,可以为基于智能手机定位的应用开发提供重要参考.     

《全球导航卫星系统原理与应用》一书已由测绘出版社出版

由党亚民等编著的《全球导航卫星系统原理与应用》一书近13已由测绘出版社出版。该书系统介绍了全球导航卫星系统（GNSS）的基本原理和应用，分别介绍了GNSS导航定位的时空基准、GNSS卫星运动和卫星星历、GNSS卫星信号和定位原理、GNSS动静态定位原理、GNSS数据处理、GNSS导航定位技术应用以及各种全球导航卫星系统的技术发展。     

BeiDou、Galileo、GLONASS、GPS多系统融合精密单点

随着中国BeiDou系统与欧盟Galileo系统的出现以及俄罗斯GLONASS系统的恢复完善,过去单一的GPS导航卫星系统时代已经逐步过渡为多系统并存且相互兼容的全球性卫星导航系统(multi-constellation global navigation satellite systems,multi-GNSS)时代,多系统GNSS融合精密定位将成为未来GNSS精密定位技术的发展趋势。本文采用GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo 4大卫星导航定位系统融合的精密单点定位(precise point positioning,PPP)实测数据,初步研究并分析了4系统融合PPP的定位性能。试验结果表明:在单系统观测几何构型不理想的区域,多系统融合能显著提高PPP的定位精度和收敛速度。4大系统融合的PPP收敛速度相对于单GNSS可提高30%~50%,定位精度可提高10%~30%,特别是对高程方向的贡献更为明显。此外,在卫星截止高度角大于30°的观测环境下,单系统由于可见卫星数不足导致无法连续定位,而多系统融合仍然可以获得PPP定位结果,尤其是水平方向具有较高的定位精度。这对于山区、城市以及遮挡严重的区域具有非常重要的应用价值。     

GNSS时差及其在多系统组合定位中的应用

随着卫星导航系统的发展及不断升级,越来越多的GNSS测站开始配备多模GNSS接收机。一方面,多模接收机的应用能够跟踪更多的GNSS卫星,从而改善观测几何条件,提高定位精度和可靠性;另一方面,不同GNSS导航系统采用不同的系统时间定义,存在着系统时差,从而多模GNSS接收机对于不同导航系统卫星的观测值存在着相应的偏差。为实现GNSS系统的兼容与互操作,各个GNSS导航系统目前都提出了系统时差监测的要求。基于此,研究GNSS系统时差的监测及其在多模定位中的应用。首先介绍目前导航系统时差监测的几种方法;然后分析GPS/GLONASS系统时差以及相对硬件延迟的特性;最后将GPS/GLONASS系统时差应用到多模用户导航定位,并详细讨论GPS/GLONASS时差及测站硬件延迟对导航定位的影响。     

不利观测条件下BDS与GPS测量数据对比

某测区范围内山大沟深,植被茂密。首级平面控制测量时,选择兼容三星系统(BDS、GPS、GLONASS)的GNSS接收机进行了观测,数据处理采用支持三星系统的CGO软件。针对不利的观测条件(接收卫星数量少、持续跟踪锁定卫星能力差等)采用了较为先进的GNSS接收机进行观测,较为科学的软件进行解算,通过数据计算分析表明:不利观测条件下,BDS静态测量数据精度略优于GPS。     

基于CORS的GNSS数据质量分析方法改进研究

伴随着国家2000大地坐标系的全面推广和应用以及卫星导航定位技术的飞速发展,全国各地陆续建立起了基于ITRF框架下CGCS2000坐标系的CORS系统,兼容北斗、GPS、GOLNASS等多星座系统。基于CORS的多星座GNSS数据质量分析的重要性便更加凸显出来。本文重点研究了目前常用的GNSS数据质量分析方法,提出基于小波变换的数据预处理思想,并通过数据质量分析评价这一思想的实际效果,最终结果表明:利用小波变换进行数据预处理有助于提升数据质量。